[发明专利]考虑热网质量流量调节的微能源网优化调度方法及系统

说明书

本发明提供一种考虑热网质量流量调节的微能源网优化调度方法及系统，属于微能源网的优化调度技术领域，微能源网优化调度方法包括：根据各热网设备的各管道中液体的比热容、质量流量、温度及各热网设备的热功率，确定热网设备约束；根据微能源网中储能的状态及功率确定储能约束，并系统平衡约束；基于热网设备约束、储能约束及系统平衡约束，以微能源网的运维成本及碳排放最低为目标，建立微能源网优化调度模型；采用规范多参数解聚方法对热网设备约束进行解聚处理，并对微能源网优化调度模型求解，以确定各电网设备的最优出力及各热网设备的各管道的最优质量流量和最优温度，提高了微能源网的优化调度精度及效率。

技术领域

本发明涉及微能源网的优化调度领域，特别是涉及一种考虑热网质量流量调节的微能源网优化调度方法及系统。

背景技术

微能源网可以实现区域内冷热电等多种能源的高效集成、多源互补和协调运作，最终达到环保和可持续发展的目标。有效的优化调度方法决定了微能源网能量管理的质量和系统的整体性能。

目前主要研究包含冷热电三种形式能源的微能源网优化调度问题，通过建立电网侧设备、热网侧设备和耦合设备的数学模型和系统运行约束，以经济最优为目标进行求解，得到各设备的功率以满足不同负荷需求。微能源网优化调度问题目前多停留在功率调度阶段，即得到冷热电子系统中设备出力情况，并未考虑热子系统的运行方式，这使得调度问题被简化为线性凸问题，不符合工程实际，难以落地。

工程实际中的热子系统通过热水等液体为媒介在热网管道内进行能量的传递，进而实现热功率的调度。需要考虑管道内液体的质量流量和温度，二者的乘积项存在于热网模型中。热子系统有三种调节模式：质调节、量调节和质量-流量调节。质调节固定管道的质量流量，调节温度来改变热功率；量调节固定管道内液体温度，调节流量来改变热功率；质量-流量调节同时调节管道的质量流量和液体温度，具有更高的灵活性，能够得到最优调度方案。三种方式中的质调节和量调节由于均固定了质量流量和温度两个变量中的一个变量，优化问题的约束条件被简化为为线性问题，不具有灵活性，难以得到最优调度方案。而质量-流量调节方式中，二者乘积项被称为双线性项，导致微能源网的优化调度问题高度非凸，变为含双线性项的混合整数非线性规划问题，无法用一般线性化方法和求解器求解。

处理非凸问题的共同方法为产生问题的凸松弛作为目标函数的下界，产生一个可行解作为上界，不断更新上下界直到降低到容差内。常用线性化方法包括重构线性化方法、广义Benders分解法、凸松弛法等。重构线性化技术通过重新组织模型的约束并增加其他约束增强松弛，在原始空间中可能是冗余的。广义Benders分解法将非凸问题分解为线性规划和整数规划，用割平面的方法分解出主问题与子问题，通过迭代的方法求解出最优值，主要针对特定的混合整数非线性规划问题，所得解可能不是全局最优解，甚至不是局部最优解，同时其收敛性也难以保证。凸松弛技术的性能主要取决于松弛边界，同时为使松弛后的问题为凸问题，牺牲了原问题解的可行性。

基于上述问题，亟需一种新的微能源网优化调度方法以提高优化调度的精度及效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑热网质量流量调节的微能源网优化调度方法及系统，可提高为能源网优化调度的精度及效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种考虑热网质量流量调节的微能源网优化调度方法，所述微能源网包括多个热网热备及多个电网设备，所述考虑热网质量流量调节的微能源网优化调度方法包括：

根据各热网设备的各管道中液体的比热容、质量流量、温度及各热网设备的热功率，确定热网设备约束；

根据微能源网中储能的荷电状态、充放电功率、充放电效率、最小充放电功率、最大充放电功率、充放电状态、充放热状态、充放热功率、充放热效率、最小充放热功率、最大充放热功率、储能容量、最小荷电状态及最大荷电状态，确定储能约束；